(57)【要約】【課題】本発明は、射出効率の低下を抑制することを目的としている。【解決手段】このため、射出装置において、ペレット状の材料を投入するホッパとホッパに投入された材料を収容する射出部と材料を溶融するために射出部の外周部位に設けられた少なくとも１つのヒータ部と射出部内に収容され、溶融された材料を射出する射出用スクリュ部とを有する１段目射出ユニットを設けるとともに、１段目射出ユニットから射出された材料を投入するホッパとホッパに投入された材料を収容する射出部と材料を溶融するために射出部の外周部位に設けられた少なくとも１つのヒータ部と射出部内に収容され、溶融された材料を射出する射出用スクリュ部とを有する２段目射出ユニットを設けて２段式のスクリュインライン機構とし、２段目射出ユニットの射出部の内周面に形成される螺旋状の溝部のピッチを射出側に移行するに従い漸次狭くしている。【選択図】図１
2007111997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融された材料を射出する射出装置において、ペレット状の材料を投入するホッパと、このホッパに投入された材料を収容する射出部と、材料を溶融するために前記射出部の外周部位に設けられた少なくとも１つのヒータ部と、射出部内に収容され、溶融された材料を射出する射出用スクリュ部とを有する１段目射出ユニットを設けるとともに、この１段目射出ユニットから射出された材料を投入するホッパと、このホッパに投入された材料を収容する射出部と、材料を溶融するために前記射出部の外周部位に設けられた少なくとも１つのヒータ部と、射出部内に収容され、溶融された材料を射出する射出用スクリュ部とを有する２段目射出ユニットを設けて２段式のスクリュインライン機構とし、この２段目射出ユニットの射出部の内周面に形成される螺旋状の溝部のピッチを射出側に移行するに従い漸次狭くしたことを特徴とする射出装置。
【請求項２】
前記射出用スクリュ部は、このスクリュ部の径を射出側に移行するに従い漸次大とするとともに、スクリュ部と射出部間の間隙を射出側に移行するに従い漸次小としたことを特徴とする請求項１に記載の射出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は射出装置に係り、特に超小型成形機に搭載する成形用射出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、成型加工装置の小型化のニーズは、留まるところを知らない。そして、高品質安定化やジャストインタイム、在庫は作らない、組立工程での部品製造、省スペース、低価格、斬新な加工技術による差別化等の検討課題もある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２９１３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の射出装置において、溶融された材料を射出成形する射出装置の多くは、スクリュインライン式が大半を占めているが、多種多様な副資材（強化材・難燃剤・その他）を添加したペレット形状の成形材料を、水分率を規定内に抑えるため事前の材料乾燥を行い、スクリュの回転によりスクリュのフライト間の溝を通し、射出出口方向に運び入れる。
【０００５】
この運び入れる工程の中で、ベースとなる樹脂と副資材を出来るだけ均等に練り合わせるため、インラインスクリュの形状は、材料供給部はスクリュ溝が深く、スクリュ前方へ計量するためスクリュ途中から溝が浅くなり圧縮・混練する形状を有している。
【０００６】
ゆえにスクリュの長さは、供給・圧縮・計量といった３分割に分かれており、スクリュの有効長（「Ｌ」とも記載する。）を直径（「Ｄ」とも記載する。）で割った値（「Ｌ／Ｄ比」とも記載する。）が大きい程混練効果が大きくなり、超小型対応として、スクリュを短くすることは連続成形性に影響を与えることになる。
【０００７】
従って、射出装置の超小型サイズ化には、副資材等の添加剤入り成形材料に対する、圧縮・混練が困難という不都合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、溶融された材料を射出する射出装置において、ペレット状の材料を投入するホッパと、このホッパに投入された材料を収容する射出部と、材料を溶融するために前記射出部の外周部位に設けられた少なくとも１つのヒータ部と、射出部内に収容され、溶融された材料を射出する射出用スクリュ部とを有する１段目射出ユニットを設けるとともに、この１段目射出ユニットから射出された材料を投入するホッパと、このホッパに投入された材料を収容する射出部と、材料を溶融するために前記射出部の外周部位に設けられた少なくとも１つのヒータ部と、射出部内に収容され、溶融された材料を射出する射出用スクリュ部とを有する２段目射出ユニットを設けて２段式のスクリュインライン機構とし、この２段目射出ユニットの射出部の内周面に形成される螺旋状の溝部のピッチを射出側に移行するに従い漸次狭くしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、溶融された材料を射出する射出装置において、ペレット状の材料を投入するホッパと、このホッパに投入された材料を収容する射出部と、材料を溶融するために前記射出部の外周部位に設けられた少なくとも１つのヒータ部と、射出部内に収容され、溶融された材料を射出する射出用スクリュ部とを有する１段目射出ユニットを設けるとともに、この１段目射出ユニットから射出された材料を投入するホッパと、このホッパに投入された材料を収容する射出部と、材料を溶融するために前記射出部の外周部位に設けられた少なくとも１つのヒータ部と、射出部内に収容され、溶融された材料を射出する射出用スクリュ部とを有する２段目射出ユニットを設けて２段式のスクリュインライン機構とし、この２段目射出ユニットの射出部の内周面に形成される螺旋状の溝部のピッチを射出側に移行するに従い漸次狭くしたことにより、ホッパから供給された材料は、搬送抵抗も少なく１段目射出ユニットにより予熱を受けて、２段目射出ユニットに送り込まれて圧縮・混練が行われ、良く混ざり合った成形材料を成形品を形成する金型に射出充填でき、射出効率の低下を抑制することができるとともに、成形した製品の物性及び品質を維持でき、剛性を持たせながら、軽量化・小型化ができ、低価格での製作が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
上述の如く発明したことにより、上述の如く発明したことにより、超小型成形機の射出装置として搭載することができる。また、小型・計量につき、装置そのものの交換が容易となり、成形用材料別に装置を用意することも可能となる。更に、装置故障・破損等のトラブル発生時の予備としても用意することができる。
【実施例】
【００１１】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【００１２】
図１及び図２はこの発明の実施例を示すものである。図１において、２は射出装置である。
【００１３】
この射出装置２は、図１に示す如く、ペレット状の材料４を溶融した後に射出するものである。
【００１４】
そして、前記射出装置２は、１段目射出ユニットと２段目射出ユニットとを有し、１段目射出ユニットにおいては、ペレット状の材料４を投入するホッパ６と、このホッパ６に投入された材料４を収容し、供給と予熱、つまり加熱を行う１段目射出ユニットである加熱搬送部８と、加熱搬送部８からの材料４を収容し、圧縮・混練と計量とを行う２段目射出ユニットである射出部１０とを備える。
【００１５】
前記加熱搬送部８は、図１に示す如く、立設され、材料４を加熱搬送部８内の搬送用スクリュ１４部の回転により下方へ加熱搬送される。
【００１６】
前記射出部１０は立設される加熱搬送部８の下端に２段目射出ユニットのホッパとして機能する入口部１０ａを位置させるべく水平状態に配設される。
【００１７】
このとき、前記加熱搬送部８の同一径寸法の内周面に螺旋状の溝部１２を形成するとともに、この溝部１２のピッチを等しく形成する。
【００１８】
そして、前記加熱搬送部８内に搬送用スクリュ部１４を設け、この搬送用スクリュ部１４を回転させるための駆動モータからなる第１駆動部１６を搬送用スクリュ部１４の上方部位に配設する。
【００１９】
前記加熱搬送部８の外周部位には、少なくとも１つ、例えば２つの第１、第２加熱部１８、２０を上方から高さ位置を異ならしめて順次配設する。
【００２０】
また、前記射出部１０内にも、上述した前記加熱搬送部８と同様に、射出用スクリュ部２２を設け、この射出用スクリュ部２２を回転させるための駆動モータからなる第２駆動部２４を射出用スクリュ部２２の後方部位に配設する。
【００２１】
前記射出部１０の外周部位には、少なくとも１つ、例えば２つの第３、第４加熱部２６、２８を配設し、４つの第１〜第２加熱部１８、２０、２６、２８によってヒータ部３０を構成する。
【００２２】
そして、前記射出部１０の同一径寸法の内周面には、上述した前記加熱搬送部８と同様に、螺旋状の溝部３２を形成する。
【００２３】
このとき、溝部３２のピッチを射出側に移行するに従い漸次狭く形成する構成とする。
【００２４】
詳述すれば、前記射出部１０の同一径寸法の内周面に溝部３２を形成する際に、図１に示す如く、反射出側である入口部１０ａから射出側である出口部１０ｂに移行するに従い溝部３２のピッチが漸次狭くなるように形成するものである。
【００２５】
そして、前記出口部１０ｂの先端部位を先細り状態に形成する。
【００２６】
この射出部１０における射出の際には、前記第２駆動部２４の後方、つまり、射出部１０から離間する側に配設される射出用押圧部３４が利用される。
【００２７】
この射出用押圧部３４には、前記加熱搬送部８から供給された材料４の計量吐出を図るために、空気圧駆動機構が使用される。なお、上述した空気圧駆動機構以外にも、油圧や水圧を利用した駆動機構を使用することも可能である。
【００２８】
また、前記射出用スクリュ部２２は、この射出用スクリュ部２２の径を射出側に移行するに従い漸次大とするとともに、射出用スクリュ部２２と射出部１０間の間隙３６を射出側に移行するに従い漸次小とする。
【００２９】
つまり、射出用スクリュ部２２の径を、図１に示す如く、反射出側である入口部１０ａから射出側である出口部１０ｂに移行するに従い漸次大きくなるテーパ状に形成する。
【００３０】
このとき、前記射出用スクリュ部２２を形成する際に、図１に示す如く、反射出側である入口部１０ａに小径部２２−１を形成するとともに、射出側である出口部１０ｂに大径部２２−２を形成し、小径部２２−１と大径部２２−２とを連絡する部位にテーパ部２２−３を形成するものである。なお、上述した射出用スクリュ部２２を形成する際に、小径部や大径部を形成せず、射出用スクリュ部２２の全長にテーパ部を形成することも可能である。
【００３１】
更に、このような射出用スクリュ部２２の形状と前記射出部１０の同一径寸法に形成した内周面とによって、前記射出用スクリュ部２２と射出部１０間の間隙３６を射出側である出口部１０ｂに移行するに従い漸次小とする。
【００３２】
つまり、前記射出用スクリュ部２２と射出部１０間に間隙３６が形成される際には、図１に示す如く、小径部２２−１と大径部２２−２とテーパ部２２−３とを形成した前記射出用スクリュ部２２の形状によって、小径部２２−１に対応する大きな間隙の第１間隙３６−１と、大径部２２−２に対応する小さな間隙の第２間隙３６−２と、テーパ部２２−３に対応するテーパ状の第３間隙３６−３とが形成されるものである。
【００３３】
ここで、前記射出装置２を金型成形装置３８に装着した場合について説明する。
【００３４】
先ず、射出装置２としては、上述したように１段目射出ユニットである加熱搬送部８を縦状態とするとともに、２段目射出ユニットである射出部１０を横状態としたタイプのみでなく、射出状況に応じて種々変更させて対応する必要があり、１段目射出ユニットである加熱搬送部８を横状態とするとともに、２段目射出ユニットである射出部１０を縦状態としたタイプも考えられるため、後述のタイプ、つまり、１段目射出ユニットである加熱搬送部８を横状態とするとともに、２段目射出ユニットである射出部１０を縦状態とした射出装置２を装着した場合を説明する。
【００３５】
前記金型成形装置３８のコールドランナ方式の金型４０は、図２に示す如く、台座４０−１と、この台座４０−１上に固定される固定側金型４０−２と、台座４０−１上を固定側金型４０−２に対して接離方向にスライド移動可能な可動側金型４０−３と、この可動側金型４０−３をスライド移動させる駆動手段４０−４と、可動側金型４０−３による成形後に可動側金型４０−３を開閉する開閉手段（図示せず）と、可動側金型４０−３の型開停止位置直前に可動側金型４０−３の突出プレート（図示せず）に突当する突出ロッドからなる突出部４０−５とを有する。
【００３６】
そして、前記金型４０は、使用するプレート枚数によって２プレートタイプや３プレートタイプ等に対応することができる。
【００３７】
追記すれば、前記金型４０は、固定側金型４０−２を台座４０−１に固定するとともに、可動側金型４０−３を固定側金型４０−２に固定された駆動手段４０−４により台座４０−１上をスライド移動させ、金型開きとなる。
【００３８】
つまり、金型開限少し手前で金型自体が保有する成形品突出板（図示せず）が、突出部材４０−５に当たり前進して成形品が型開きした可動側金型４０−３のパーティング面４０−６より離型されるものである。
【００３９】
なお、前記駆動手段４０−４は、型締力と横方向配置にした場合の金型への押付力（ノズルタッチ力）を発生させるものである。
【００４０】
なお、符号４２は、前記射出装置２の２段目射出ユニットである射出部１０において、射出用スクリュ部２２の後方部位、つまり、前記第２駆動部２４側に配設される空冷シリンダ、４４は逆止弁、４６は逆流防止弁である。
【００４１】
次に作用を説明する。
【００４２】
事前に乾燥された成形用材料４が、１段目射出ユニットである前記加熱搬送部８にて加熱（予熱）されつつ搬送され、２段目射出ユニットである前記射出部１０へ供給され、２段目射出ユニットである前記射出部１０にて溶融・圧縮・混練されて２段目射出ユニットである前記射出部１０内スクリュ全面（スクリュヘッド全面）にて逆止弁４４と逆流防止弁４６との隙間を通って計量されることになる。
【００４３】
そして、成形品を得る金型４０の型締を受けて、２段目射出ユニットである前記射出部１０内スクリュの前進駆動により射出動作が開始され、金型４０内への充填が行われ成形品が成形される。
【００４４】
これにより、前記射出装置２は、１段目射出ユニットと２段目射出ユニットとを有し、１段目射出ユニットにおいては、ペレット状の材料４を投入するホッパ６と、このホッパ６に投入された材料４を収容し、供給と予熱、つまり加熱を行う１段目射出ユニットである加熱搬送部８と、加熱搬送部８からの材料４を収容し、圧縮・混練と計量とを行う２段目射出ユニットである射出部１０とを備え、射出部１０内に射出用スクリュ部２２を設け、この射出用スクリュ部２２を回転させるための駆動モータからなる第２駆動部２４を射出用スクリュ部２２の後方部位に配設し、射出部１０の外周部位には、少なくとも１つ、例えば２つの第３、第４加熱部２６、２８を配設し、前記射出部１０の同一径寸法の内周面に螺旋状の溝部３２を形成するとともに、溝部３２のピッチを射出側に移行するに従い漸次狭く形成する構成によって、ホッパ６から供給された材料は、搬送抵抗も少なく１段目射出ユニットである加熱搬送部８により予熱を受けて、２段目射出ユニットである射出部１０に送り込まれて圧縮・混練が行われ、良く混ざり合った成形用材料４を成形品を形成する金型４０に射出充填でき、射出効率の低下を抑制することができるとともに、成形した製品の物性及び品質を維持でき、剛性を持たせながら、軽量化・小型化ができ、低価格での製作が可能となる。
【００４５】
なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
【００４６】
例えば、この発明の実施例においては、２段階のスクリュ構造にし、Ｌ／Ｄを大きく・圧縮・混練を行わせる構成としたが、金型への設置方法によっては、金型センタ射出用と金型パーティング射出用を用意し、２材成形もできる等の特別構成とすることも可能である。
【００４７】
すなわち、対象成形材料が複合材を添加されたものでも、圧縮・混練が出来、品質の安定及び量産性が本発明を採用しても低下することはないと考えられる。
【００４８】
さすれば、小型・計量・コンパクトにできることにより、単色の成形に留まらず２色（２材）成形にも採用できること、低価格・小型・軽量とのことから、予備的な保有も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明の実施例を示す射出装置の概略説明図である。
【図２】この発明の射出装置を金型成形装置に装着した状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）は右側面図である。
【符号の説明】
【００５０】
２  射出装置
４  材料
６  ホッパ
８  加熱搬送部
１０  射出部
１０ａ  入口部
１０ｂ出口部
１２  溝部
１４  搬送用スクリュ部
１６  第１駆動部
１８、２０  第１、第２加熱部
２２  射出用スクリュ部
２４  第２駆動部
２６、２８  第３、第４加熱部
３０  ヒータ部
３２  溝部
３４  射出用押圧部
３６  間隙
３８  金型成形装置
４０  金型
４０−１  台座
４０−２  固定側金型
４０−３  可動側金型
４０−４  駆動手段
４０−５  突出部
４０−６  パーティング面
４２  空冷シリンダ
４４  逆止弁
４６  逆流防止弁
【図１】
2007111997.tif 000003
【図２】
2007111997.tif 000004